UE 6 - VF

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Fonctionnement et gestion des
écosystèmes marins
Couplage physique
biologie
Intervenants :
S. Souissi
F. Schmitt
L.F. Artigas
C. Jamet
J.M. Brylinski
F. Lizon
REVE Anne-hélène

Contenu
Partie 1. Notion d’échelles spatio-temporelles ........................................................................... 1-1
I. Définitions des échelles ............................................................. 1-1
II. Exemple de développement du phytoplancton ...................... 1-2
III. Conditions influant sur la production primaire .................. 1-5
1. Vue synoptique ......................................................................................................................... 1-5
2. Cas de la Méditerrannée ................................................................................................... 1-6
3. Influences ..................................................................................................................................... 1-7
Partie 2. Approches de la modélisation dans le cadre des couplages de processus
physiques et biologiques.............................................................................................................................................. 2.1
I. Introduction aux problèmes de couplage des processus
physiques et biologiques .................................................................... 2.1
II. Les relations empiriques : utilités et limites .......................... 2.1
III. Exemple zooplanctons et copépodes ...................................... 2.2
IV. À l’échelle de la population : les bancs de poissons .......... 2.4
Idée 1 : La biologie est totalement dépendante de la physique
2.5
Partie 3. Bilan échelle............................................................................................................................... 3-1
Partie 4. Introduction à la turbulence : turbulence homogène, couplage physique /
biologie dans l’environnement marin....................................................................................................................4-1
I. Introduction .................................................................................. 4-1
1. Définitions .................................................................................................................................... 4-1
2. Définition et propriétés ....................................................................................................... 4-2
3. Historique ..................................................................................................................................... 4-3
4. Les quantités en turbulence ........................................................................................... 4-4
II. Scalaires passifs et actifs ....................................................... 4-16
III. Turbulence et océanographie physique ................................ 4-17
1. Simulations numériques directes : modélisation ............................................ 4-17
2. Modèle de turbulence ....................................................................................................... 4-18
3. Expérimental, théories et modèles ........................................................................... 4-20
4. Mesure de la turbulence et des scalaires ......................................................... 4-20
IV. Turbulence er océanologie biologique ............................... 4-21
1. Mesure in situ lagrangienne et eulérienne ......................................................... 4-21
2. Phytoplancton ......................................................................................................................... 4-23

3. Zooplancton ............................................................................................................................. 4-23
Partie 5. Optique marine ........................................................................................................................... 5-1
I. Généralités .................................................................................... 5-1
II. Les propriétés optiques du milieu marin .................................. 5-4
1. Généralités ................................................................................................................................... 5-4
2. Eau pure ....................................................................................................................................... 5-6
3. Phytoplancton ............................................................................................................................ 5-8
4. Absorption des particules non-algales ANAP .................................................... 5-11
5. Absorption de la matière dissoute colorée (CDOM) ................................... 5-11
6. Indicatrice de diffusion .................................................................................................... 5-12
III. Relations entre les IOPs et les paramètres biogéochimiques
5-14
1. Diffusion vs chlorophylle ................................................................................................. 5-14
2. IOPs vs tailles ........................................................................................................................ 5-14
3. Diffusion particulaire et phytoplanctonique vs chlorophylle ................... 5-16
4. Absorption CDOM vs chlorophylle et DOC ........................................................ 5-16
5. Absorption CDOM vs salinité ....................................................................................... 5-17
IV. Mise en évidence de processus biogéochimiques ................ 5-17
1. La fluorescence de la chlorophylle a .................................................................... 5-17
2. Photoadaptation .................................................................................................................... 5-19
3. Quenching ................................................................................................................................. 5-19
4. Application de mise en évidence.............................................................................. 5-21
V. Nouvelles plateformes d’acquisition de données ............. 5-22
VI. Principe de la télédétection de la couleur de l’eau .......... 5-25
5. Généralités ................................................................................................................................ 5-25
6. Intérêt .......................................................................................................................................... 5-27
7. Produits ...................................................................................................................................... 5-27
8. Traitement des données ................................................................................................. 5-28
9. Produits ...................................................................................................................................... 5-30
10. Applications régionales ................................................................................................. 5-32
Partie 6. La complexité d’un milieu à marées .................................................................................. 6-1
I. Quelques grandeurs ................................................................... 6-1
II. Définitions ...................................................................................... 6-1
III. Processus de marée ..................................................................... 6-2
IV. Développement d’une larve d’annélide polydora ciliata .... 6-5
Partie 7. Océanographie côtière et production biologique – couplage physique-
biologie 7-1

I. L’océan côtier ............................................................................... 7-1
II. Forçages physiques de l’océan côtier .................................... 7-2
1. Réchauffement........................................................................................................................... 7-2
2. Apport d’eau douce .............................................................................................................. 7-3
3. L’énergie de la marée ......................................................................................................... 7-3
4. Forçage physique et mise en mouvement ............................................................ 7-3
III. Forçages physiques et production .......................................... 7-3
IV. Les composantes biologiques et production ........................ 7-3
V. Stratification / mélange et production ................................. 7-4
VI. Les fronts et la production ...................................................... 7-6
1. Les marges continentales ................................................................................................. 7-7
2. Les upwellings ........................................................................................................................... 7-7
3. Fronts Tidaux ............................................................................................................................. 7-8
4. Les ROFI ....................................................................................................................................... 7-8
VII. Les systèmes estuariens ....................................................... 7-9
1. Définition ....................................................................................................................................... 7-9
2. Classification des estuaires ............................................................................................. 7-9
3. Forçaces physiques des estuaires ........................................................................... 7-10
4. Types d’estuaires ................................................................................................................. 7-10
5. Distribution des espèces ................................................................................................. 7-10